Tipos de Cajas de Cambios
Caja de cambios manual
Un camión con caja de cambios manual necesita que el conductor cambie la relación de marchas. Esto se lleva a cabo cuando éste pisa el embrague y mueve la palanca de cambios con el objetivo de adaptar la potencia del camión a la velocidad a la que está circulando.
Por lo tanto, necesitan pedal de embrague para desconectar el camión de la caja de cambio. De esta forma, se desconecta la fuerza motriz con la caja de cambios. Si esto no fuera así, cuando se cambian las marchas, se podrían romper los piñones o sincronizados.
En la actualidad, todavía es bastante común que los turismos y vehículos ligeros utilicen cajas de cambio manuales. Sin embargo, cuando hablamos de vehículos pesados lo más común son las automatizadas o automáticas. En los últimos años se han popularizado en gran medida las automáticas, debido a todas las ventajas que ofrecen… ¿Quieres saber más? Sigue leyendo.
Ventajas de la caja de cambio mecánica
Debido a que, todavía, hay mucha más cantidad de cajas de cambio manuales usadas, es más fácil encontrar repuesto, si no se quiere comprar una nueva. Por lo tanto, el comprador tendrá una amplia gama donde escoger y es probable que su compra sea más económica.
Desventajas de las caja de cambio mecánica
Las cajas de cambio mecánicas son propensas a dar más averías que las automatizadas y automáticas. Entre las averías más comunes encontramos las roturas de sincronizados.
Los sincronizados se ocupan de frenar los ejes para que estos no se desgasten y se partan. Esta avería supone un gran peligro, ya que provocar que “no entre la marcha” o “que se quede una marcha metida” y no se pueda quitar. Lo anterior, podría derivar en más averías mecánicas y por lo tanto, una pérdida de seguridad para la conducción y el camionero.
Caja de cambios automatizada (también conocida como pilotada o robotizada)
La caja de cambios automatizada tiene una estructura física similar a la manual. Sin embargo, esta es controlada por un ordenador que hace posibles los cambios de marcha sin necesidad de la intervención del conductor.
Las cajas de cambio automatizadas poseen una centralita electroneumática que se ocupa de llevar a cabo los cambios de marcha que el conductor le pida o le programe. Esta misma centralita es la que se encarga de embragar y, por lo tanto, no hace falta pisar el embrague. Como curiosidad, cabe destacar que no tienen pedal de embrague, sin embargo, sí llevan un embrague interno gestionado por la centralita electroneumática.
Ventajas de la caja de cambios automatizada
Los conductores ya no deben hacer los cambios y, por lo tanto, el camión cambia las marchas según lo necesita, lo que hace más sencilla la conducción y ayuda a la correcta administración del combustible.
Por ejemplo, cuando el camión sube una cuesta y tiene mucha carga, este reduce automáticamente una marcha o incluso dos velocidades de una vez. Al no tener que pisar el embrague, se reduce el tiempo de cambio y, por lo tanto, el camión no pierde el ritmo, sube con más potencia. Esto provoca que sufra menos el motor y que se producen muchas menos averías que con las cajas de cambio manuales.
La caja de cambios y su influencia en la tracción y el consumo de carburante
Ya se ha visto cómo el vehículo obtiene del motor la potencia necesaria para moverse, a través de un par y de una velocidad de giro a la salida del embrague. Pero esta potencia no es directamente utilizable en la rueda, dado que el par suministrado por los motores es demasiado bajo y la velocidad de giro demasiado alta.
Por ello, los vehículos están dotados de una serie de elementos, que constituyen el sistema de transmisión, para adaptar la potencia saliente del motor a unas condiciones que sirvan para utilizarla para propulsar el vehículo.
Los elementos que componen esta cadena de transmisión son el embrague, la caja de cambios, el árbol de transmisión y el puente o grupo.
En ellos se realizan funciones distintas, a saber:
- Embrague: sirve para desacoplar el giro del motor y el giro de las ruedas, de tal manera que se separa físicamente el eje que proviene del motor con el eje que entra en la caja de cambios. Esto permite mantener girando el motor con el vehículo parado y, en el inicio del movimiento del vehículo, que el motor esté funcionando a una velocidad distinta a la entrada de la caja de cambios. Si esto no fuera así, no sería posible iniciar el movimiento el vehículo, ni hacer cambios de marcha sin que el vehículo diera tirones.
- Caja de cambios: es el elemento fundamental del sistema de transmisión, ya que permite seleccionar la relación entre el régimen de giro del motor y el que llega a las ruedas. La potencia se trasmite, apenas con pérdidas, del eje de entrada de la caja de cambios al eje de salida. Mediante la caja de cambios, se selecciona cómo aplicar esa potencia hacia la rueda, es decir qué combinación de par (fuerza en el eje) y velocidad de giro se quiere trasmitir a la rueda. Para una potencia dada del motor, cada una de las marchas de la caja de cambios proporcionará diferente par y velocidad de giro en las ruedas.
Una marcha corta hace que el eje de salida de la caja gire más despacio, por lo que su par será mayor que el de una marcha larga, en la que el régimen del eje de salida será mayor, pero a costa de un par menor.
Relación optima en la utilización del cambio en función del consumo de potencia o uso del par motor.
- Normalmente la caja trasmite la potencia y aumenta el par en la misma proporción que reduce el régimen. Así, cuanta más fuerza de tracción se quiera en las ruedas, menos velocidad habrá de tenerse en las mismas, y viceversa.
- En la arrancada, o en una subida, se necesita mucha fuerza de tracción (par) en las ruedas, lo cual será a costa de una baja velocidad de giro de las mismas.
- Esto es lo que ocurre cuando se selecciona una de las marchas cortas del vehículo: se tiene mucha fuerza en las ruedas, con lo que se puede arrancar, remontar pendientes pronunciadas o acelerar, pero a cambio, el vehículo circula a velocidad lenta.
- Por el contrario, si no se necesita mucha fuerza en las ruedas del vehículo pero se trata de mantener una velocidad de crucero alta, se ha de seleccionar una marcha larga. De esta manera, se tiene alta velocidad de avance del vehículo, pero disponiendo de menor fuerza en las ruedas.
En definitiva, la caja de cambios es el mecanismo del que dispone el vehículo para seleccionar cómo se desea que llegue la potencia producida por el motor a las ruedas. Si se desea mucha fuerza se utilizan marchas cortas, y si se quiere velocidad, se utilizarán marchas largas.